Z Materiały z silnie skorelowanymi elektronami

Spis treści 1 Badania nadprzewodników wysokotemperaturowych i konwencjonalnych oraz struktur opartych o warstwy nadprzewodzące 1.1 Badanie współistnienia w mikroskali uporządkowania ferromagnetycznego i nadprzewodnictwa - badanie sztucznych heterostruktur naprzemiennie ułożonych epitaksjalnie warstw nadprzewodzących i ferromagnetycznych 1.2  Badanie nadprzewodnictwa dwuprzerwowego w elektronowo i dziurowo domieszkowanym dwuborku magnezu 1.3 Badania własności diagramu fazowego nadprzewodników wysokotemperatu-rowych 1.4 Badania własności epitaksjalnych warstw manganitów 1.5 Badanie sprzężenia układu wirów w cienkich warstwach i wielowarstwach nadprzewodzących przy pomocy rezonansu josephsonowskiego

Badania nadprzewodników wysokotemperaturowych i konwencjonalnych oraz struktur opartych o warstwy nadprzewodzące

(IF PAN + INTiBS PAN, przy współpracy z IF UJ)

Badanie współistnienia w mikroskali uporządkowania ferromagnetycznego i nadprzewodnictwa - badanie sztucznych heterostruktur naprzemiennie ułożonych epitaksjalnie warstw nadprzewodzących i ferromagnetycznych

brak danych

 Badanie nadprzewodnictwa dwuprzerwowego w elektronowo i dziurowo domieszkowanym dwuborku magnezu

(IF PAN – INTiBS)

W ramach współpracy z IF PAN (doc. dr hab. R. Puźniak) prowadzono badania nad niekonwencjonalnym nadprzewodnictwem w MgB₂. Zbadano zmiany właściwości stanu normalnego i nadprzewodzącego pod wpływem domieszkowania pasm s i p dziurami oraz elektronami. Prace dotyczyły pomiaru właściwości transportowych (INTiBS PAN) i magnetycznych (IF PAN) monokryształów z podstawieniami izo- oraz hetero-walencyjnymi.

Zbadano wpływ domieszkowania dziurowego na parametry termodynamiczne MgB₂. Zaobserwowano znacznie wolniejszy spadek T_c w wyniku domieszkowania dziurowego niż elektronowego. Wykluczono możliwość skompensowania efektu zmniejszania T_c w wyniku domieszkowania elektronami poprzez równoczesne domieszkowanie dziurami. Zjawisko takie mogło by zapobiec spadkowi T_c w MgB₂ z podstawionym węglem bez straty korzystnego wzrostu H_c2 wywołanego tym podstawieniem. Pokazano, że wpływ równoczesnego domieszkowania Li-C na Tc różni się istotnie od wpływu równoczesnego domieszkowania Li-Al. Ze względu na bardzo istotną rolę rozpraszania międzypasmowego przy podstawieniach w pozycję boru, podstawienie Li do MgB₂ domieszkowanego C prowadzi do dalszego spadku T_c w stosunku do wartości T_c kryształu domieszkowanego tylko węglem. Wykazano, że możliwe jest częściowe usunięcie defektów związanych z podstawianiem Li poprzez wygrzewanie domieszkowanych monokryształów w wysokiej temperaturze. Istotny aspekt przeprowadzonych badań to wyjaśnienie, do jakiego stopnia można „zoptymalizować” parametry MgB₂ poprzez podstawienia chemiczne. Udzielono odpowiedzi na pytanie czy bez obniżenia temperatury krytycznej materiału wyjściowego możliwe jest otrzymanie związku na bazie MgB₂ charakteryzującego się dużą wartością H_c2.

Publikacje będące wynikiem wspólnych badań:

1) Single crystals of MgB₂: Synthesis, substitutions and properties;
J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, S. Kartych, R. Puzniak, K. Rogacki, and R. Gonnelli; Physica C 456, 3-13 (2007).

2) MgB₂ single crystals substituted with Li and with Li-C: Structural and superconducting properties;
J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, S. Katrych, B. Batlogg, M. Tortello, K. Rogacki, and R. Puzniak; Phys. Rev. B 77, 214507 (2008).

Udział w konferencjach:

1) Li hole doping and Li/C hole/electron co-doping in MgB2 single crystals;
J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, S. Katrych, B. Batlogg, M. Tortello, K. Rogacki, and R. Puzniak;
Abstract Book (electronic), 8th European Conference on Applied Superconductivity, Brussels (Belgium), 16-20 September 2007, 0214 - M6. MGB₂.

2) Single crystals of MgB₂: synthesis, substitutions and properties; (invited)
J. Karpinski, N. D. Zhigadlo, S. Katrych, K. Rogacki, and R. Puzniak;
Abstract Book, 13th National School on Superconductivity "Superconductivity, spin and charge ordering", Lądek Zdrój (Poland), 6-10 November 2007, p. 29.

3) Thermal conductivity and irreversible vortex dynamics of the melt-textured Y123/Y211 composites;
K. Rogacki, J. Mucha, A. Jeżowski, R. Puźniak, and A. Wiśniewski;
Abstract Book, 25th International Conference on Low Temperature Physics, LT-25, Amsterdam (Holland), 6-13 August 2008, PB-Fr 154, p.96.

Badania własności diagramu fazowego nadprzewodników wysokotemperatu-rowych

(IF PAN – INTiBS)

Przewodnictwo cieplne, oporność elektryczna i dynamika wirów w teksturowanych związkach YBa₂Cu₃O₇ (Y123) z wytrąceniami Y₂BaCuO₅ (Y211) zbadano w polu magnetycznym równoległym do płaszczyzn ab i skierowanym wzdłuż osi c zarówno w stanie nadprzewodzącym jak i w stanie normalnym. Pokazano, że dla czystego Y123 wkład elektronowy do całkowitego przewodnictwa cieplnego w płaszczyźnie, κ_ab, i prostopadle do płaszczyzny, κ_c, są bardzo podobne i równe około 30 % wartości osiąganej w temperaturze pokojowej. Dla próbek zawierających około 33 % masowych fazy Y211, wkład elektronowy spada do około 20 % i 10 % odpowiednio dla κ_ab i κ_c. Dla próbek z większą zawartością fazy Y211, linia nieodwracalności przesuwa się w kierunku wyższych pól magnetycznych, podczas gdy całkowite przewodnictwo cieplne maleje. Dodatkowa redukcja przewodnictwa cieplnego została zaobserwowana w związku z pojawieniem się pęknięć w czasie zmian temperatury w zakresie pomiędzy 77 a 300 K. Tendencja do pojawiania się pęknięć była mniej wyraźna dla próbek zawierających większą zawartość fazy Y211. Skład Y123/Y211 został zoptymalizowany ze względu na przewodnictwo cieplne i kotwiczenie wirów.

K. Rogacki, J. Mucha, A. Jeżowski, R. Puźniak, A. Wiśniewski, „Thermal conductivity and irreversible vortex dynamics of the melt-textured Y123/Y211 composites” – praca została przedstawiona na Konferencji Low Temperature Physics 25, Amsterdam, Holland, August 6-13, 2008 (Streszczenie zostało opublikowane w Conference Abstracts).

Badania własności epitaksjalnych warstw manganitów

(IF PAN – IF UJ)

Zbadano wpływ deformacji sieci krystalicznej manganitów La_1-xNd_xMnO_3+δ na ich strukturę i porządek magnetyczny. Deformację sieci zmieniano poprzez zmianę średniego promienia jonowego w położeniu A (<r_A>) kryształu wprowadzając jony Nd³⁺ w miejsce jonów La³⁺. Zmniejszaniu koncentracji (x) jonów Nd³⁺ towarzyszy zmiana symetrii sieci od heksagonalnej (x=0) poprzez rombową ( 0.1≤x≤0.9) do monoklinicznej (x=1). Zmianie <r_A> towarzyszy zmiana struktury magnetycznej. Dla 0≤x≤0.4 dominuje porządek ferromagnetyczny (F_y), z tym, że ze wzrostem x pojawia się składowa antyferromagnetyczna (C_xF_y), która dominuje dla 0.7≤x≤0.9.Zmiany struktury magnetycznej są zdeterminowane konkurencją podwójnej wymiany i nadwymiany. Dla x > 0.9 pojawia się uporządkowanie magnetyczne jonów Nd³⁺.

V. Dyakonov, F. N. Bukhanko, V. I. Kamenev, E. E. Zubov, M. Arciszewska, W. Dobrowolski, V. Mikhaylov, R. Puźniak, A. Wiśniewski, K. Piotrowski, V. Varyukhin, H. Szymczak, A. Szytuła, R. Duraj, N. Stüsser, A. Arulraj, S. Baran, B. Penc, T. Jaworska‑Gołąb, „Lattice distortion effect on structure and on spin ordering of Mn ions in La_1-xNd_xMnO_3+δ manganites” – Physical Review B 77, 214428 (2008).

Badanie sprzężenia układu wirów w cienkich warstwach i wielowarstwach nadprzewodzących przy pomocy rezonansu josephsonowskiego

(IF PAN – INTiBS)

Zbadano wpływ specjalnie skonfigurowanych naprężeń mechanicznych (ECMAP) i obróbki cieplnej na gęstość prądu krytycznego w przewodach nadprzewodnika Nb +60%Ti. Pokazano, że zastosowana procedura prowadzi do dwukrotnego wzrostu gęstości prądu krytycznego. Zbadano relacje między niejednorodną strukturą krystaliczną wywołaną naprężeniami a siłami spinningu. Relacje te są odpowiedzialne za obserwowane zmiany gęstości prądu krytycznego

В.А. Белошенко, Н. И. Матросов, В. В. Чишко, О. Н. Миронова, Э. А. Медведская
Д. Гайда, А. Залеский. В. П. Дьяконов, Р. Пужняк, Г. Шимчак, „Влияние комбинированной деформации и термообработки на сверхпроводящие свойства сплава ниобия с титаном” – Fizika Nizkikh Temperatur 34, 768 (2008). (w wersji angielskiej ukaże się w sierpniowym numerze Low Temperature Physics).